JPH0357001Y2

JPH0357001Y2 -

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Publication number: JPH0357001Y2
Application number: JP1986113145U
Authority: JP
Priority date: 1986-07-23
Filing date: 1986-07-23
Publication date: 1991-12-25
Also published as: JPS6318761U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は電子顕微鏡において、生物試料を生き
ていた時と同一の状態で観察する装置に関し、特
に、凍結した試料を保持した試料筒を観察位置ま
で移送する試料交換機構の改良に関する。

［従来の技術］近時、電子顕微鏡において、非晶質の状態で凍
結された生物試料に電子線を照射することにより
生物試料を生きていた時と同一の状態で観察する
ことが試みられている。

かかる観察を行なう場合、生物試料を直接試料
室内で凍結させることができない。そこで、専用
の凍結装置内で生物試料を非晶質のまま瞬時に凍
結させ、その凍結した試料を試料交換室まで運ん
だ後、試料交換機構によつて観察位置まで移動さ
せることが考えられる。また、凍結状態を保つた
め、観察位置にセツトされた凍結試料は液体ヘリ
ウムで冷却するようになしてある。

［考案が解決しようとする問題点］この場合、試料交換室内に運ばれた試料筒を常
温のチヤツクにて挟持したのでは、試料筒を観察
位置まで運ぶ途中で試料の温度が上昇する。この
温度上昇によつて非晶質の氷が結晶化し、電子顕
微鏡像のバツクグランドを上げたり、また、生物
試料の構造が破壊され、生の状態を観察すること
が不可能となる。

本考案はかかる問題点を考慮し、非晶質の試料
が再結晶するのを防ぐことのできる新規な装置を
提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成するため、本考案は試料交換室
と、該試料交換室を排気するための手段と、該試
料交換室と試料室との開閉を制御するための第１
の仕切弁と、前記試料交換室の底部に接続可能に
構成され、試料筒と共に試料筒冷却用の冷媒を収
容可能なキヤスクと、前記試料交換室と該キヤス
ク内の連通を制御するための第２の仕切弁と、前
記キヤスクに収容された試料筒を前記試料交換室
に挿入するための移動棒と、該移動棒によつて試
料交換室に挿入された試料筒を保持するためのチ
ヤツクをその先端に有し該チヤツクされた試料筒
を試料室内に移送するための屈曲可能な連結体
と、該連結体の移動をガイドするためのガイド体
と、前記キヤスクが前記試料交換室に接続された
状態において該キヤスク内を真空排気するための
手段と、前記試料交換室内にて待機する前記チヤ
ツクを冷却するための手段と、前記ガイド体を冷
却するための手段を備えたことを特徴としてい
る。

以下、本考案の実施例を図面に基づき詳説す
る。

［実施例］第１図は本考案の一実施例を示す縦断面図、第
２図は本考案の要部の分解斜視図である。

両図において、１は対物レンズ、２はその磁極
片、３は前記対物レンズの上方に設けられた試料
室、４は前記対物レンズの上端に移動可能に載置
された環状の試料移動体、５はこの試料移動体に
固定された載せ台、６は前記体物レンズの磁極片
２内に上方から深く挿入された試料筒受け体で、
数本の絶縁棒７を介して熱的に遮断された状態で
前記載せ台５に支持されている。

８は前記試料移動体４の直上に置かれた環状の
タンクで、内部には液体ヘリウ９が満たされてお
り、また、このタンクと前記試料筒受け体６とは
銅線をよりあわせて形成した熱伝導体１０を介し
て熱的に接続されている。１１はこのタンク８を
囲むように置かれたシールド筒体で、数本の熱絶
縁棒１２によつて試料室３内に熱的に遮断された
状態で設置されている。また、このシールド筒体
に前記タンク８が絶縁体１３を介して支持されて
いる。１４はこのシールド筒体１１を冷却するた
めのタンクで、内部に液体窒素１５が満たされて
いる。このように液体ヘリウムを満たしたタンク
８を液体窒素１５で冷却したシールド筒体１１で
熱シールドすることにより試料受け体６をヘリウ
ム温度に保つことができる。

１６ａ，１６ｂは前記タンク８の上方に置か
れ、かつ間に光軸Ｚを挟むように相対向して配置
されたＬ字状のガイド板で、各ガイド板はビス等
によつて前記シールド筒体１１の蓋体１１ａに
夫々固定されている。また、このガイド板の光軸
側の端部は前記タンク８の中心部に挿入されて試
料筒受け体６の直上に置かれており、また、ガイ
ド板の他端は光軸Ｚと直交した方向に伸びて試料
室３外に取り出されている。さらに、この各ガイ
ド板の対向する面には案内溝１７ａ，１７ｂが
夫々形成してある。

１８は前記案内溝１７ａ，１７ｂに沿つて移動
する屈曲可能な連結体で、この連結体は第２図に
その一部の分解斜視図を示すように多数のブロツ
ク１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，…を軸２０ａ，２０
ｂ，…を介して互いに回動可能に連結することに
より構成されている。前記各軸２０ａ，２０ｂ，
…は夫々ブロツク１９ａ，１９ｂ，…の両側面よ
り突出されていて車輪２１が夫々回転可能に取り
付けられている。この各車輪２１が前記案内溝１
７ａ，１７ｂ内に夫々回転可能に嵌合される。

２２は前記連結体１８の先端、つまりブロツク
１９ａの端部に固定されたチヤツクで、試料（図
示せず）を保持した試料筒２３を着脱可能に挟持
するためのものである。

２４は前記試料室３の外壁に取り付けた試料交
換室で、この試料交換室は前記ガイド板１６ａ，
１６ｂを囲むように形成されている。また、この
試料交換室と試料室３との境部分におけるガイド
板は切り離され、その隙間に仕切弁２５が開閉可
能に設置されている。さらに、この試料交換室２
４の底部にも仕切弁２６が開閉可能に設置されて
いる。

２７は試料交換室の仕切弁２６の大気側に設け
た保持筒で、キヤスク２８が着脱可能に装着され
る。このキヤスクは上端に空洞２９を形成した本
体３０とベローズ３１と試料筒２３を保持する保
持台３２と移動棒３３とつまみ３４とから構成さ
れている。

３５は前記連結体１８を移動させるための中空
状の駆動棒で、一端は連結体１８に固定され、ま
た、他端は蓋体３６を貫通して大気中に取り出さ
れ、先端に筒体３７が固定されている。この筒体
の外周にはリング３８が移動可能に嵌合されてお
り、また、この筒体とリングはバネ３９より互い
に遠ざかるような押圧力が加えられている。４０
はリング３８が筒体３７から外れるのを防止する
ためのストツパー、４１はリング３８の移動を案
内する円筒、４２はこの円筒の外部からリング３
８を移動させるためのつまみ、４３は前記筒体３
７の中心部に嵌合されたプラグで、中心部に鍔を
有するピン４４が移動可能に挿入されている。こ
のピンにワイヤー４５の一端が固定され、また、
ワイヤーの他端は駆動棒３５及び連結体１８に形
成した穴４６（第２図参照）を通してチヤツク２
２の爪駆動部（図示せず）に連結されている。４
７はワイヤー４５に常に張力を与えるバネであ
る。

４８は試料交換室２４内に置かれたチヤツク２
２を冷却するための冷却体で、試料交換室の外部
に設けた液体窒素タンク（図示せず）に接続され
ている。また、この冷却板の中央部にはガイド板
１６，１６ｂを貫通させる穴４９及びチヤツク２
２の頭部が当接する斜面５０ａ，５０ｂが上下に
夫々設けてある。さらに、この冷却体にはガイド
板１６ａ，１６ｂの上端及び下端に固定された板
５１ａ，５１ｂが夫々取り付けられており、分割
された各ガイド板を−160℃以下に冷却している。

５２は試料交換室２４内に設けられた板バネ
で、チヤツク２２を水平に保持するためのもので
ある。５３は試料室３内に置かれる各ガイド板の
下端に固定された底板である。

かかる装置における動作を次に説明する。

第１図の状態は凍結された生物試料を保持した
試料筒２３を収納したキヤスク２８が試料交換室
２４に装着された状態を示している。ここで、キ
ヤスク２８は図示外の凍結装置によつて凍結され
た試料（試料筒２３）を試料交換室２４まで運ぶ
際、ベローズ３１内に液体窒素を満たすことによ
り凍結試料を−160℃以下に保持すると同時に、
大気が触れるのを防止し、それによつて凍結試料
に霜等が付着するのを阻止するためのものであ
る。また、同図の状態ではチヤツク２２はバネ３
９によつて左方向に引張力を受けているため、こ
のチヤツクは冷却体４８に押し付けられ、液体窒
素温度近くに冷却されている。

キヤスク２８を試料交換室２４に装着した状態
において、先ずキヤスクと仕切弁２６との間に形
成される空間を図示外の油回転ポンプで粗引き
し、液体窒素を排出する。このとき、キヤスク２
８に組み込んだ加熱ヒータＨに電流を供給して保
持台３２等を加熱することにより液体窒素を強制
的に蒸発させ、排気時間をできるだけ短くする。
その後、仕切弁２６を開放し、キヤスク２８のつ
まみ３４を上昇させることにより第１図中点線Ａ
でその状態を示すように試料筒２３を試料交換室
２４内に挿入してチヤツク２２と対向させる。こ
の状態で、つまみ４２を右方向に移動させると、
チヤツク２２の先端に設けた爪が試料筒２３内に
嵌合し、試料筒を挟持する。そして、再びつまみ
４２を元の位置まで移動させた後、キヤスク２８
のつまみ３４を実線の位置まで降下させて仕切弁
２６を閉鎖し、試料交換室２４を油拡散ポンプま
たはターボモレキユラーポンプ（図示せず）によ
つて所定の圧力まで排気する。次に、仕切弁２５
を開放し、つまみ４２を右方向に移動させると、
連結体１８が多数の車輪２１を介してガイド板１
６ａ，１６ｂの案内溝１７ａ，１７ｂに沿つて同
方向に移動するため、チヤツク２２が試料室３内
に運ばれる。そして、つまみ４２を一点鎖線Ｂで
示す位置まで移動させると、第３図にその拡大図
を示すように連結体１８を構成する各ブロツク１
９ａ乃至１９ｊが屈曲しながら光軸Ｚ方向に沿つ
て降下するため、チヤツク２２が試料筒受け体６
に装着される。その後、ソケツト４３によつてワ
イヤー４５を右方向に引張れば、チヤツク２２の
爪が開放されてチヤツクと試料筒２３との挟持が
解除される。そこで、つまみ４２を実線の位置ま
で移動させてチヤツク２２を試料交換室２４内に
戻すことにより生物試料の生きていた時と同一の
状態の透過像を観察することができる。

次に、観察終了後、前述した逆の動作を行なう
ことにより試料筒２３をチヤツク２２で挟持して
試料交換室２４内に運び、新しい試料と交換する
ことができる。

［考案の効果］以上詳述したように、本考案によれば、キヤス
クに試料筒と冷媒を入れた後試料交換室の底部に
キヤスクを装着し、キヤスク内を真空排気した
後、第２の仕切弁を開放すると、キヤスク内の冷
媒によつて冷却された試料筒を移動棒によつて試
料交換室内に挿入できると共に、挿入した試料筒
を試料交換室内で冷却されて待機しているチヤツ
クによつて挟持し、冷却されているガイド体に沿
つて連結体により試料筒を観察位置へ移送でき
る。そのため、試料を観察位置まで運ぶ途中で凍
結した試料の温度が上昇することを防止すること
ができ、その結果、非晶質の氷が結晶化すること
がないので、生物試料が破壊されることを抑え
得、生物試料を生の状態で観察することが可能に
なる。

更に、生物試料等を大気に晒すことなく、且つ
キヤスクでの予備排気過程を経た後試料を試料交
換室内に挿入してチヤツクに挟持させることがで
きるため、生物試料を観察位置に移送するまでに
汚染物質が付着することが抑えられ、汚染物質の
影響を受けずに良好な試料観察を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断面図、第
２図は本考案の要部の分解斜視図、第３図は本考
案の動作を説明するための図である。１……対物レンズ、２……磁極片、３……試料
室、４……試料移動体、６……試料筒受け体、
８，１４……タンク、９……液体ヘリウム、１１
……シールド筒体、１５……液体窒素、１６ａ，
１６ｂ……ガイド板、１７ａ，１７ｂ……案内
溝、１８……連結体、１９ａ乃至１９ｊ……ブロ
ツク、２０ａ，２０ｂ……軸、２１……車輪、２
２……チヤツク、２３……試料筒、２４……試料
交換室、２５，２６……仕切弁、２７……保持
筒、２８……キヤスク、３５……駆動棒、３７…
…筒体、３８……リング、３９，４７……バネ、
４０……ストツパー、４１……円筒、４２……つ
まみ、４３……プラグ、４５……ワイヤー、４８
……冷却体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

試料交換室と、該試料交換室を排気するための
手段と、該試料交換室と試料室との開閉を制御す
るための第１の仕切弁と、前記試料交換室の底部
に接続可能に構成され、試料筒と共に試料筒冷却
用の冷媒を収容可能なキヤスクと、前記試料交換
と該キヤスク内の連通を制御するための第２の仕
切弁と、前記キヤスクに収容された試料筒を前記
試料交換室に挿入するための移動棒と、該移動棒
によつて試料交換室内に挿入された試料筒を保持
するためのチヤツクをその先端に有し該チヤツク
された試料筒を試料室内に移送するための屈曲可
能な連結体と、該連結体の移動をガイドするため
のガイド体と、前記キヤスクが前記試料交換室に
接続された状態において該キヤスク内を真空排気
するための手段と、前記試料交換室内にて待機す
る前記チヤツクを冷却するための手段と、前記ガ
イド体を冷却するための手段を備える電子顕微鏡
における試料観察装置。